Семинар ФХ ПР20 20210208 Термодинамика 1

Введение в химическую термодинамику

0:17

Видео начинается с объяснения основных вопросов, которые интересуют химиков при изучении химических процессов: могут ли процессы происходить, сколько продукта будет в реакционной смеси, с какими энергетическими изменениями связаны процессы, как быстро система достигнет равновесия и с помощью какого механизма осуществляется процесс.
Далее следует определение термодинамики как учения о связи и взаимных превращениях различных видов энергии, теплоты и работы.

Классификация термодинамических систем

5:26

Видео объясняет классификацию термодинамических систем по наличию или отсутствию подсистем, количеству компонентов и фаз, характеру взаимодействия с окружающей средой и возможности изменения химического состава.
Система считается заданной, если известны химический состав, фазовый состав и основные термодинамические параметры (давление, температура, объем и количество вещества).

Основные термодинамические параметры

13:20

Видео объясняет размерности основных термодинамических параметров: давление (Паскаль), температура (Кельвин), объем (метр кубический) и количество вещества (моль).
Также обсуждаются единицы измерения массы (килограммы) и молярной концентрации (моль/литр).

Основные термодинамические параметры

18:32

В системе СИ размерность объема - это "дециметр кубический", а размерность количества вещества - "моль на метр кубический".
Термодинамические параметры могут быть заданы с помощью функций, таких как внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, энергия Гиббса и энергия Гельмгольца.

Интенсивные и экстенсивные параметры

20:15

Интенсивные параметры не зависят от массы вещества (например, температура), а экстенсивные пропорциональны количеству вещества (например, объем).

Термодинамические процессы

22:58

Термодинамический процесс - это любое изменение состояния системы, характеризующееся изменением ее термодинамических параметров.
Равновесное состояние системы - это состояние, при котором наблюдаются тепловое и механическое равновесие с окружающей средой, внутреннее фазовое, химическое и электрохимическое равновесие.

Обратимые и равновесные процессы

28:31

Обратимый процесс - это процесс, который изначального состояния и возвращается обратно в исходное состояние, не оставляя изменений в окружающей среде и совершая максимальную работу.
Равновесный процесс - это процесс, который протекает бесконечно медленно, через непрерывную последовательность состояний и сопровождается максимальной работой.

Идеальные системы

33:32

Модель идеального газа - это модель, в которой отсутствуют взаимодействие между частицами и их объем пренебрежимо мал.
Модель идеального раствора - это модель, в которой отсутствует взаимодействие между частицами, но учитывается объем молекул.

Идеальные газы

35:50

Идеальные газы сталкиваются по закону упругих шаров, не изменяясь между собой и окружающей средой.
Уравнение состояния идеального газа - уравнение Клоперона-Менделеева, описывает его свойства.

Размерности и внесистемные величины

40:19

Для идеального газа удобно использовать внесистемные величины, но всегда подставлять значения в системе СИ для получения правильного ответа.

Отличия азота и смеси азота и кислорода

41:21

Идеальный газ и идеальный газовый раствор отличаются химическим составом и возможным взаимодействием между собой.
Смесь идеальных газов ведет себя как идеальный газ.

Законы идеальных газов

42:24

Закон Дальтона: порциальное давление компонента равно произведению общего давления на мольную долю компонентов газовой смеси.
Закон Амага: объем газовой смеси при фиксированной температуре и давлении является аддитивной функцией ее состава.

Семинар ФХ ПР20 20210208 Термодинамика 1

Ключевые темы и таймкоды

Введение в химическую термодинамику

Классификация термодинамических систем

Основные термодинамические параметры

Основные термодинамические параметры

Интенсивные и экстенсивные параметры

Термодинамические процессы

Обратимые и равновесные процессы

Идеальные системы

Идеальные газы

Размерности и внесистемные величины

Отличия азота и смеси азота и кислорода

Законы идеальных газов